风-浪联合作用下大跨度桥梁车-桥耦合振动分析
来源：中国血液净化杂志2018年第7期北京时间：
作者：李永乐, 房忱, 向活跃
单位：西南交通大学 桥梁工程系, 四川 成都 610031
摘要：为研究波浪对跨海桥梁风车-桥耦合振动系统的影响，针对跨海桥梁所处风大、浪高的极端环境，建立了波浪-风-列车-桥梁动力模型，将风场视为空间相关的平稳高斯过程，高速列车采用质点-弹簧-阻尼器模型模拟，精细化全桥模型通过有限元方法建立，考虑风-列车-桥梁之间的耦合作用，波浪作为外部荷载施加到该耦合体系中。以主跨532 m某海洋桥梁为例，通过自主研发的桥梁科研软件BANSYS （Bridge Analysis System），分析了波高、风速、车速对耦合模型车辆和桥梁响应的影响。结果表明：风车-桥耦合振动体系的车辆和桥梁响应受波浪影响显著，车辆和桥梁响应在与波浪荷载一致的方向增加显著，15 m·s<sup>-1</sup>风速下，考虑波浪影响的车辆横向加速度最大值约是不考虑波浪时的1.3倍，考虑波浪影响的跨中横向位移最大值约是不考虑波浪时的22倍，而在非一致方向波浪对车-桥响应的影响较小；不同风速下，波浪对车辆横向加速度影响显著，考虑波浪影响的车辆横向加速度约是不考虑波浪时的1.2倍，而车辆竖向加速度、轮重加载率、倾覆系数等指标主要受风速的影响；波浪基频与桥梁横向位移响应谱主峰频率一致，波浪已成为影响桥梁横向位移响应的控制因素；波浪减弱了车速对车-桥响应的影响，随着波高的增加，车辆和桥梁响应对车速的变化更不敏感。
关键词：桥梁工程,风-车-桥系统,耦合振动,跨海桥梁,波浪荷载
基金资助：四川省青年科技创新研究团队项目（2015TD0004）；中国工程院重点咨询研究项目 （2016-XZ-13）
